题目内容
如图所示,位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面,导轨的一端与一电阻相连;具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直.现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动.杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计.则( )
分析:对金属杆进行受力分析,分析清楚金属杆的运动过程,然后由P=Fv判断拉力的功率如何变化,由牛顿第二定律判断加速度如何变化,从能量转化的角度分析焦耳热大小与合力的功间的关系.
解答:解:A、金属杆ab在运动过程中受到的安培力FB=BIL=B
L=B
L=
,
由牛顿第二定律可得,金属杆的加速度a=
=
-
,
金属杆从静止开始向右做加速运动,速度v逐渐增大,加速度a逐渐减小,
当拉力与安培力合力为零时,金属棒的加速度为零,金属棒做匀速直线运动,
即:金属棒的运动过程是:先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速直线运动,
由P=Fv可知,拉力的功率先增大,后不变,故AB正确;
C、由动能定理可知,合力所做的功等于金属杆动能的变化量,不等于电阻上产生的焦耳热,
电阻上产生的焦耳热等于克服安培力所做的功,故C错误;
D、撤去拉力F后,金属杆在安培力作用下做减速运动,最后静止,故D错误;
故选AB.
E |
R |
BLv |
R |
B2L2v |
R |
由牛顿第二定律可得,金属杆的加速度a=
F-FB |
m |
F |
m |
B2L2v |
mR |
金属杆从静止开始向右做加速运动,速度v逐渐增大,加速度a逐渐减小,
当拉力与安培力合力为零时,金属棒的加速度为零,金属棒做匀速直线运动,
即:金属棒的运动过程是:先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速直线运动,
由P=Fv可知,拉力的功率先增大,后不变,故AB正确;
C、由动能定理可知,合力所做的功等于金属杆动能的变化量,不等于电阻上产生的焦耳热,
电阻上产生的焦耳热等于克服安培力所做的功,故C错误;
D、撤去拉力F后,金属杆在安培力作用下做减速运动,最后静止,故D错误;
故选AB.
点评:对金属杆正确受力分析,分析清楚运动过程、从能量角度分析问题,是正确解题的关键.
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